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新型对称性两亲含硅聚合物的合成与界面性能

发布时间：2023-02-19 02:35:24 来源：文档文库

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新型对称性两亲含硅聚合物的合成与界面性能薛丹丹;李一菲;张剑;郝俊生;黄鑫;张越【摘要】基于原子转移自由基聚合(ATRP机理,以二甲基一氯硅烷封端的烯丙基-聚乙二醇为起始剂,甲基丙烯酸乙酯(EMA为单体,通过控制反应温度,合成了一系列聚合度(DPNMR分别为0.74,1.67和3.07的新型对称性两亲含硅共聚物(PEMA-b-Si-PEG-Si-b-PEMA,并评价了该共聚物在氯仿/水界面的界面活性和吸附行为.结果表明:该类聚合物可以有效降低氯仿/水界面张力,具有最短PEMA链的聚合物可将氯仿/水界面张力从32mN/m降低至约23mN/m.动态界面张力分析表明:低浓度的共聚物在吸附的初始阶段符合扩散控制,且较短的PEMA链段有利于产生较快的扩散速率.平衡界面张力分析表明:随着界面浓度的增加,共聚物将表现出多种吸附状态,其吸附状态的数量以及聚合物在界面的偏摩尔面积将随着PEMA链长度的增加而增加.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷,期】2018(048010【总页数】6页(P571-576【关键词】两亲;界面张力;合成【作者】薛丹丹;李一菲;张剑;郝俊生;黄鑫;张越【作者单位】山西大学化学化工学院精细化学品研究中心,山西太原030006;太原科技大学环境科学研究所,山西太原030024;山西大学化学化工学院精细化学品研究中心,山西太原030006;山西大学化学化工学院精细化学品研究中心,山西太原
030006;山西大学化学化工学院精细化学品研究中心,山西太原030006;山西大学化学化工学院精细化学品研究中心,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】O631两亲聚合物是一种具有亲水和疏水嵌段的共聚物。因其具有柔软的链段而显示出独特的吸附和聚集行为，并在乳化剂、分散剂、发泡剂、增稠剂、漂洗助剂等方面得到了广泛应用[1]。在以聚环氧乙烷(PEO为亲水链段的两亲聚合物中，具有对称ABA结构的三嵌段共聚物因其特殊的界面活性和溶液聚集行为而备受关注。目前最常见的是以Pluronic系列聚合物为代表的聚环氧丙烷(PPO为疏水链段的ABA型两亲聚合物。自20世纪50年代以来，许多PPO-PEO-PPO型共聚物，如Pluronic系列聚合物(BASF在市场上得到了广泛的应用[2]。此外，文献中还报道了以聚苯乙烯(PS[3]、聚氧化丁烯(PBO[4]、聚丁二烯(PB[5]、聚己内酯(PCL[6]、聚乙烯亚胺(PEI[7]、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA[8]和聚1-丙交酯(PLLA[9]等为疏水嵌段的两亲性ABA型共聚物。但目前主要研究了二甲基硅氧烷-环氧乙烷(PDMS-PEO-PDMS三嵌段共聚物，对含硅氧烷基团的ABA两亲共聚物的研究较少[10,11]。近年来，在有机溶剂/水体系中，通过溶剂蒸发法制备纳米粒子是聚乙二醇的两亲聚合物的新应用之一。此外，由于ABA型两亲共聚物的结构对称性，其聚集行为引起了研究者极大的兴趣。尤其是使用乳化和溶剂蒸发法制备聚乙二醇基共聚物纳米粒子已成为研究热点之一[12-14]。在该方法中，将两亲性共聚物在挥发性有机溶剂(二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯等中形成的溶液与水混合形成乳液，并将共聚物吸附在有机溶剂/水界面。有机溶剂蒸发后，得到共聚物纳米粒子。其中，两亲聚
合物在有机相/水相界面聚集行为对随后的纳米粒子结构有显著影响，然而迄今为止，ABA型聚合物在有机溶剂/水界面聚集行为几乎没有报道。基于此，本文通过原子转移自由基聚合机理(ATRP，利用大分子引发剂引发甲基丙烯酸乙酯(EMA合成一系列对称性两亲含硅聚合物，并研究该类聚合物在氯仿/水界面上的界面活性和吸附行为。预从动态界面张力角度分析其扩散机理，从静态界面张力角度分析其界面吸附状态。1实验部分1.1主要试剂与仪器烯丙基溴(w=98%、四丁基碘化铵(TBAI，w≥99%、氢化钠(w≥60%，分散于矿物油、溴化亚铜(CuBr，w=98%、2,2′-联吡啶(bpy，w>99%、Karstedt催化剂(w(Pt=2%、氘代氯仿(w=99.8%，阿拉丁试剂(上海有限公司；甲基丙烯酸乙酯(EMA，AR、聚乙二醇(PEG1000，w>99%，Sigma-Aldrich公司；二甲基一氯硅烷(HSi(CH32Cl，w=95%，萨恩化学技术(上海有限公司；中性氧化铝(FCP，目数100～200、环己烷(w=99.5%、氯化钠(w=99.5%、氢化钙(CaH2，AR，天津博迪化工股份有限公司；氢氧化钠(AR、冰醋酸(AR、氯仿(AR，北京化工厂；四氢呋喃(THF，色谱纯，天津四友有限公司；N,N-二甲基甲酰胺(DMF，AR，国药基团化学试剂有限公司。实验前，用5%NaOH水溶液洗涤EMA以除去抑制剂，然后用水洗涤，再加入CaH2搅拌过夜，减压蒸馏得到纯净的EMA。将PEG1000放入真空干燥箱中干燥24h，备用。向THF、DMF和氯仿中分别加入CaH2搅拌过夜除水，再减压蒸馏得到纯净的溶剂。CuBr按照文献[15]进行纯化。DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，天津华北实验仪器有限公司；DHG-9075A电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；SHZ-DⅢ循环水真空泵，巩义市予华仪器有限责任公司；GZK-30真空干燥箱，天津华北实验仪器有限公司；

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